JP2005190956A

JP2005190956A - 薄型バッテリーパック

Info

Publication number: JP2005190956A
Application number: JP2003434257A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Kawabata; 勝彦河端
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2005-07-14

Abstract

【課題】全体をできるかぎり薄くしながら、薄型電池の片面を十分な強度にする。バッテリーパック自体の形状で逆挿入を防止する。
【解決手段】薄型バッテリパックは、薄型電池２の表裏面側に分割される第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂとを連結してなる外装ケース１に薄型電池２を収納している。第１ケース１Ａは、薄型電池２の第１表面を外部に表出させる開口部３を開口して、薄型電池２の外周面をカバーする第１周壁部４を方形枠形に成形している。第２ケース１Ｂは、薄型電池２の外周面をカバーする第２周壁部６に、薄型電池２の第２表面をカバーする表面プレート部７を一体成形している。第２周壁部６は、薄型電池２の湾曲側面２Ａに対向する内側面と外側面を湾曲面としている。第１周壁部４は、外側コーナー部９を湾曲側面２Ａから離れるように外側に突出させて、薄型電池２の第１表面に平行なフラット面５Ａを設けている。
【選択図】図５

Description

本発明は、外装ケースに薄型電池を装着している薄型バッテリーパックに関する。

全体の厚さを最も薄くできる薄型バッテリーパックとして、本出願人は、図１に示す薄型バッテリーパックを開発した。（特許文献１参照）
特願２００３−３３００８５号公報

この薄型バッテリーパックは、図に示すように、外装ケース２１に薄型電池２２を装着している。外装ケース２１は、薄型電池２２の表裏面を外部に表出させる開口部２３を設けて、薄型電池２２の両側面と両端面とをカバーする方形枠形に成形している。外装ケース２１の厚さは薄型電池２２の厚さにほぼ等しく、あるいは外装ケース２１を薄型電池２２よりも薄くしている。さらに、外装ケース２１は、薄型電池２２の表裏面側に分割されてなる第１ケース２１Ａ及び第２ケース２１Ｂを備えている。第２ケース２１Ｂと第１ケース２１Ａを連結して外装ケースとし、この外装ケースに薄型電池を装着している。さらに、この薄型バッテリーパックは、図２の横断面図に示すように、第１ケース２１Ａと第２ケース２１Ｂの外側面にラベル２８を付着し、このラベル２８を薄型電池２２の表面にも付着している。

この構造の薄型バッテリーパックは、外装ケースの両面を開口して、薄型電池の表裏面を開口部で外部に表出させるので、全体を薄くできる特長がある。しかしながら、この構造の薄型バッテリーパックは、両面の強度を強くするのが難しい欠点がある。

また、外装ケースを用いずに、薄型電池の一端面をプリント基板や端子板と共に低温成形樹脂にインサートして製造される薄型バッテリーパックも開発されている。この薄型バッテリーパックは、薄型電池の両端部を低温成形樹脂にインサートし、一端面の低温成形樹脂と薄型電池の表面に付着するようにラベルを付着して製造される。この構造の薄型バッテリーパックも、図１に示す薄型バッテリーパックと同じように薄くできる特長がある。

しかしながら、このバッテリーパックも両面を十分な強度とするのが難しい欠点がある。さらに、このバッテリーパックは、薄型電池の両面に巻き付けるようにラベルを付着しているので、図１に示す薄型バッテリーパックと同じように、表裏が対称となって、バッテリーパックを機器に装着する際に、バッテリパック自体で逆装着を阻止する形状にはできない欠点もある。

以上の欠点は、薄型電池をプラスチックで箱形に成形している閉鎖構造のプラスチックケースに収納する構造で解消できる。しかしながら、薄型電池を閉鎖構造のプラスチックケースに収納するバッテリーパックは、薄型電池の両面をプラスチックケースでカバーするので、薄型バッテリーパック全体を薄く成形できない欠点がある。

本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、全体をできるかぎり薄くしながら、薄型電池の片面を十分な強度にでき、さらにバッテリーパック自体の形状で逆挿入を防止できる形状にできる薄型バッテリーパックを提供することにある。

本発明の薄型バッテリパックは、両側面のコーナー部を湾曲側面２Ａとする薄型電池２を外装ケース１にセットしている。外装ケース１は、薄型電池２の表裏面である第１表面と第２表面側に分割して製作されてなる第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂを備える。第１ケース１Ａは、薄型電池２の第１表面を外部に表出させる開口部３を開口して、薄型電池２の外周面をカバーする第１周壁部４を方形枠形に成形している。第２ケース１Ｂは、薄型電池２の外周面をカバーする第２周壁部６に、薄型電池２の第２表面をカバーする表面プレート部７を一体的に成形して設けている。第２周壁部６は、薄型電池２の湾曲側面２Ａに対向する内側面を、湾曲側面２Ａに沿う湾曲面とし、かつ第２周壁部６の外側面を、湾曲している内側面に沿う形状に湾曲している。薄型電池２の湾曲側面２Ａをカバーする第１周壁部４は、第２周壁部６に連結される側と反対側の外側コーナー部９を湾曲側面２Ａから離れるように外側に突出させて、薄型電池２の第１表面に平行なフラット面５Ａを設けている。第１ケース１Ａの第１周壁部４と第２ケース１Ｂの第２周壁部６とを連結してなる外装ケース１に薄型電池２を収納している。

本発明の薄型バッテリーパックは、第１ケース１Ａのフラット面５Ａと薄型電池２の第１表面とにラベル８を付着することができる。さらに、本発明の薄型バッテリーパックは、第１ケース１Ａの第１周壁部４と第２ケース１Ｂの第２周壁部６とを超音波溶着して連結することも、接着、または係止構造で連結することもできる。

本発明の薄型バッテリパックは、全体をできるかぎり薄くしながら、薄型電池の片面を十分な強度にできる特長がある。本発明の薄型バッテリパックが、外装ケースを薄型電池の表裏面側に分割して、第１ケースに薄型電池の第１表面を外部に表出させる開口部を開口して、第２ケースに薄型電池の第２表面をカバーする表面プレート部を設けているからである。この構造の薄型バッテリパックは、第１ケースの開口部から薄型電池の第１表面を表出させるので、全体を薄くできる。さらに、第２ケースの第２表面側は、開口部を設けることなく表面プレート部を設けているので、薄型バッテリパックの片面を十分な強度にできる。とくに、本発明の薄型バッテリパックは、薄型電池の湾曲側面をカバーする第２ケースの第２周壁部を湾曲側面に沿う湾曲形状とすると共に、第１ケースの第１周壁部は、外側コーナー部を湾曲側面から離れるように外側に突出させて、薄型電池の第１表面に平行なフラット面を設けているので、機器に装着する際に、外装ケースの形状を表裏非対称とすることで、逆装着を防止できる特長もある。

さらに、本発明の請求項２の薄型バッテリパックは、コーナー部を外側に突出させてなる第１ケースのフラット面にラベルを付着するので、大きなラベルを平面状に付着できる特長がある。とくに、ラベルの周縁部をフラット面に付着するので、この部分が剥離するのを有効に防止して確実に付着できる特長がある。このように、ラベルを剥離しないように第１ケースに付着できる構造は、薄型電池と第１ケースとをしっかりと連結できる。

さらにまた、本発明の請求項３の薄型バッテリパックは、第１ケースの第１周壁部に、外側に突出してフラット面を設けているので、第１ケースの第１周壁部と第２ケースの第２周壁部とを超音波溶着する際に、第１周壁部に超音波ホーンを広い面積で確実に当てることができる。したがって、この薄型バッテリパックは、第１ケースの第１周壁部と第２ケースの第２周壁部とを簡単かつ確実に超音波溶着して連結できる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための薄型バッテリーパックを例示するものであって、本発明は薄型バッテリーパックを以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図３ないし図７に示す薄型バッテリーパックは、外装ケース１に薄型電池２をセットして固定している。薄型電池２は厚さを幅よりも薄くしている二次電池である。この薄型電池２は、図５の拡大断面図に示すように、金属ケースの両側面のコーナー部を面取りするように湾曲させて湾曲側面２Ａとしている。薄型電池２は、リチウムイオン電池又はポリマー電池である。ポリマー電池はリチウムポリマー電池である。ただし、本発明は、薄型電池をリチウムイオン電池やポリマー電池に特定しない。薄型電池には、これ等の電池以外の電池、たとえばニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム電池とすることもできる。

外装ケース１は絶縁材を成形して製作される。外装ケース１を成形する絶縁材は、熱可塑性のプラスチックである。外装ケース１は、薄型電池２の表裏面である第１表面と第２表面側に分割して製作している第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂを備える。第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂは、熱可塑性のプラスチックで別々に成形して製作される。熱可塑性のプラスチックを成形して製作される第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂは、超音波溶着して簡単にしっかりと連結できる。ただ、第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂは接着して連結し、あるいは係止構造で連結することもできる。

第１ケース１Ａは、薄型電池２の両側面と両端面からなる外周面をカバーする方形枠形に成形されて、薄型電池２の第１表面（図６と図７において薄型電池２の下面）を外部に表出させる開口部３を開口している。方形枠形の第１ケース１Ａは、薄型電池２の外周面をカバーする第１周壁部４を有する。第１周壁部４は、薄型電池２の外周面に対向して設けられる。さらに第１周壁部４は、内側突出部５を一体的に成形して設けて、断面形状をＬ字状としている。内側突出部５は、外側の表面をラベル８を付着するフラット面５Ａとしている。フラット面５Ａは、薄型電池２の第１表面に平行な面であって、薄型電池２の表面に付着されるラベル８の周縁部を付着する。内側突出部５を設けている第１ケース１Ａは、内側突出部５の幅を広くして、ラベル８を広い面積で第１ケース１Ａに付着できる。また、第１ケース１Ａは、内側突出部５の幅を広くして、曲げ強度を強くして、強靭な構造にできる。

図７に示す内側突出部５は、フラット面５Ａのラベル付着部分を低くして段差部としている。この第１ケース１Ａは、段差部にラベル８の周縁部を付着して、段差部の外側面からラベル８を突出しないようにして、ラベル８を剥離しないようにフラット面５Ａに付着できる。

第２ケース１Ｂは、第２周壁部６に表面プレート部７を一体的に成形して設けている。第２周壁部６は、薄型電池２の両側面と両端面からなる外周面をカバーするように、薄型電池２の外周面の外側に対向して設けられる。表面プレート部７は、薄型電池２の第２表面をカバーする。第２周壁部６は、第１ケース１Ａの第１周壁部４に連結される。第２周壁部６と第１周壁部４が連結されて外装ケース１となり、この外装ケース１に薄型電池２が収納して固定される。

第２ケース１Ｂの第２周壁部６は、薄型電池２の湾曲側面２Ａに対向する内側面を、湾曲側面２Ａに沿う湾曲面としている。また、第２周壁部６の外側面は、湾曲している内側面に沿う形状に湾曲している。内側面と外側面を同じ曲率半径で湾曲する第２周壁部６は、ほぼ同じ厚さとなる。

薄型電池２の湾曲側面２Ａをカバーする第１周壁部４は、図５の断面図に示すように、第２周壁部６に連結される側と反対側（図５において第１周壁部４の下側）の外側コーナー部９を薄型電池２の湾曲側面２Ａから離れるように外側に突出させて、薄型電池２の第１表面に平行なフラット面５Ａを設けている。この第１周壁部４は、外側コーナー部９の曲率半径を、第２周壁部６の外側の曲率半径よりも小さくする。図５の第１周壁部４は、その外側面を薄型電池２の第１表面に直交する垂直面とする。さらに、この図の第１周壁部４は、全体をほぼ同じ厚さに成形するので、内側面も薄型電池２の第１表面に直交する垂直面としている。ただし、本発明の薄型バッテリーパックは、図８の断面図に示すように、第１周壁部４の内面を薄型電池２の湾曲側面２Ａに沿う形状に湾曲させることもできる。この形状の第１ケース１Ａは、第１周壁部４を太くしてより強靭な構造にできる。

図の薄型バッテリーパックは、第２周壁部６に、出力端子１１を外部に表出する端子窓１２を開口している。端子窓１２は、薄型電池２の端面に配置している回路基板１０に固定された出力端子１１を外部に表出する位置に開口される。図の薄型バッテリーパックは、薄型電池２の湾曲側面２Ａと対向する第２周壁部６を湾曲面とし、薄型電池２の両端面と対向する第１周壁部４と第２周壁部６を垂直面としている。

以上の構造の薄型バッテリーパックは以下の工程で組み立てられる。
(1) 回路基板１０を薄型電池２に連結して電池のコアパックとする。回路基板１０は、リード板やリード線を介して薄型電池２に連結される。回路基板１０は、表面に出力端子１１を固定すると共に、薄型電池２の充放電を制御する制御回路を実装している。
(2) 図６と図７に示すように、第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂの間に電池のコアパックを配置し、第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂとで電池のコアパックを挟むようにして、第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂを連結する。第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂは、第１周壁部４と第２周壁部６を超音波溶着して連結し、あるいは接着して連結し、あるいは係止構造で連結する。係止構造で連結される第１ケースと第２ケースは、プラスチックで成形するときに、係止部（図示せず）を成形して設けている。
(3) 第１ケース１Ａのフラット面５Ａにラベル８を付着する。ラベル８は、その周縁を第１ケース１Ａのフラット面５Ａに付着する。ラベル８は、第１ケース１Ａの開口部３において、薄型電池２の第１表面にも付着される。ラベル８は、薄型バッテリーパックに必要な文字や図形等の表示、たとえば電池のタイプ、型式、注意事項等を印刷している。

ラベル８は第１ケース１Ａのフラット面５Ａに付着されるが、第１ケース１Ａは第１周壁部４の外側コーナー部９を突出させている。この形状の第１ケース１Ａは、大きい面積のラベル８を付着できる。それは、コーナー部を外側に突出させることで、フラット面５Ａの外形を大きくできるからである。また、大きなラベル８を平面状に付着できるので、ラベル８の周縁を剥離しないように付着できる。ラベル８の周縁が湾曲面に付着されると、平面状に復元する作用で周縁が剥離しやすくなるが、図に示す薄型バッテリーパックは、その周縁を平面状にしてフラット面５Ａに付着するので、剥離しないように接着できる。

以上の構造の薄型バッテリパックは、たとえば、種々の電気機器に装着して使用されるが、電気機器によっては、機器本体を薄くするために、装着される薄型バッテリパックの外装ケースを外部に表出させて機器本体の一部として使用するものがある。この種の電気機器は、図示しないが、電気機器の本体ケースの表面に装着部を設けており、この装着部に薄型バッテリパックを装着して使用する。このとき、薄型バッテリパックは、第１ケースの第１表面側を本体ケースの装着部に対向させて、第２ケースを外側に表出させる状態で装着する構造とする。本発明の薄型バッテリパックは、外装ケースの第１表面側である第１ケースに開口部を設けて、この開口部から薄型電池を表出させているので、この面を装着部に対向する姿勢で装着することで、この部分を十分に保護できる。しかも、薄型バッテリパックは、この面を平らにしているので、電気機器本体の装着部に密着させる状態で装着できる。また、外装ケースの第２表面側である第２ケースは、薄型電池の第２表面をカバーする表面プレート部を一体的に成形しているので、電気機器本体の一部として使用される表出部分を表面プレート部で補強して十分な強度にできる。しかも、外装ケースの第２表面側である第２ケースの第２周壁部は、湾曲する形状に成形するので、電気機器本体の外形に沿う湾曲形状として外観を良くできる特長もある。

本出願人が先に開発した薄型バッテリパックの分解斜視図である。図１に示す薄型バッテリパックの一部拡大断面図である。本発明の一実施例にかかる薄型バッテリパックの斜視図である。図３に示す薄型バッテリパックの底面斜視図である。図３に示す薄型バッテリパックの一部拡大横断面図である図３に示す薄型バッテリパックの分解斜視図である。図４に示す薄型バッテリパックの分解斜視図である。本発明の他の実施例にかかる薄型バッテリパックの拡大断面図である。

符号の説明

１…外装ケース１Ａ…第１ケース１Ｂ…第２ケース
２…薄型電池２Ａ…湾曲側面
３…開口部
４…第１周壁部
５…内側突出部５Ａ…フラット面
６…第２周壁部
７…表面プレート部
８…ラベル
９…外側コーナー部
１０…回路基板
１１…出力端子
１２…端子窓
２１…外装ケース２１Ａ…第１ケース２１Ｂ…第２ケース
２２…薄型電池
２３…開口部
２８…ラベル

Claims

両側面のコーナー部を湾曲側面(2A)とする薄型電池(2)を外装ケース(1)にセットしている薄型バッテリーパックであって、外装ケース(1)は、薄型電池(2)の表裏面である第１表面と第２表面側に分割して製作されてなる第１ケース(1A)と第２ケース(1B)を備えており、
第１ケース(1A)は、薄型電池(2)の第１表面を外部に表出させる開口部(3)を開口して、薄型電池(2)の外周面をカバーする第１周壁部(4)を方形枠形に成形しており、
第２ケース(1B)は、薄型電池(2)の外周面をカバーする第２周壁部(6)に、薄型電池(2)の第２表面をカバーする表面プレート部(7)を一体的に成形して設けており、
第２周壁部(6)は、薄型電池(2)の湾曲側面(2A)に対向する内側面を、湾曲側面(2A)に沿う湾曲面とし、かつ第２周壁部(6)の外側面を、湾曲している内側面に沿う形状に湾曲しており、
薄型電池(2)の湾曲側面(2A)をカバーする第１周壁部(4)は、第２周壁部(6)に連結される側と反対側の外側コーナー部(9)を湾曲側面(2A)から離れるように外側に突出させて、薄型電池(2)の第１表面に平行なフラット面(5A)を設けており、
第１ケース(1A)の第１周壁部(4)と第２ケース(1B)の第２周壁部(6)とを連結してなる外装ケース(1)に薄型電池(2)を収納している薄型バッテリーパック。
第１ケース(1A)のフラット面(5A)と薄型電池(2)の第１表面とにラベル(8)を付着している請求項１に記載される薄型バッテリーパック。
第１ケース(1A)の第１周壁部(4)と第２ケース(1B)の第２周壁部(6)とを超音波溶着して連結している請求項１に記載される薄型バッテリーパック。
第１ケース(1A)の第１周壁部(4)と第２ケース(1B)の第２周壁部(6)とを接着、または係止構造で連結している請求項１に記載される薄型バッテリーパック。